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自動車のブレーキアンチロックシステム(antilock brake system)は、略してABSと呼ばれます。その機能とは、車両がブレーキをかけた際に、ブレーキの制動力を自動的に制御し、ホイールがロックされないようにして、転がりながら滑る状態(スリップ率は約20%)を保つことで、ホイールと地面との摩擦力を最大限に維持するものです。そして、ABSにおけるホイールスピードセンサーの役割は、車のホイールの回転速度を測定することです。ホイールスピードセンサーは、各ホイールの回転周波数信号(回転速度信号)を検出し、その信号をABSコンピュータに送信します。車速が設定値に達すると、緊急ブレーキが作動し、ABSシステムが始動します。ABSコンピューターが車輪を制動したり緩めたりすると、ホイールスピードセンサーはタイヤが完全に停止した状態から回転し始めるまでの距離情報をABSコンピューターに送信し、それによってABSが最適なブレーキ距離を実現できるようにする。一般的な回転速度センサーには、磁電式回転速度センサーとホール式回転速度センサーが主にあります。磁電式の輪速センサーは、電磁誘導の原理を利用して設計されています。構造がシンプルでコストも低く、汚れに強く、電源も不要なため、ABSブレーキシステムで広く利用されている。しかし、同時に周波数応答が低いといった欠点もあり、車速が高すぎるとセンサーの周波数応答が追いつかず、誤った信号が発生しやすくなります。また、電磁波干渉に対する耐性が低いです。オシロスコープで測定された波形は正弦波の形状をしており、車輪の回転速度が高くなるほど、出力信号の電圧振幅も大きくなる。ホール式回転速度センサーはホール効果の原理を利用して作られており、その出力信号の電圧振幅は回転速度の影響を受けず、周波数応答が高く、電磁波の干渉に対する耐性も強いが、電源が必要である。このセンサーを例に測定を行います。まず、オシロスコープのチャネル1にBNCからバナナプラグへのケーブルを接続し、赤い端子をプローブに接続して正極とし、センサーの信号線に接続します。黒い端子はクロコダイルクリップまたはプローブに接続して負極とし、アースに接続します。オシロスコープのチャネルメニューを開き、チャネルの減衰率を1Xに設定し、垂直軸の目盛りを1V/divに調整します。タイムベースは10ms程度に設定し、その後は実際の状況に応じて調整してください。ホール式の回転速度センサーには電源が供給されているため、この時点で観察する波形には11~12V程度の直流電圧があるはずです。ジャッキで車両を持ち上げ、ホイールを回して、オートモーティブオシロスコープでセンサーの信号出力波形を測定する。ホール効果センサーは、永久磁石または磁極によってほぼ完全に閉じられた磁気回路で構成されており、軟磁性のインペラーが磁石と磁極の間の隙間を回転する。インペラー上の窓口を通じて磁場が障害なくホール効果センサーまで届くとき、磁場は途切れる(羽根が磁場をセンサーまで伝える媒体だからである)。インペラーが窓口を開閉することで磁場の通過を許したり遮断したりし、その結果ホール効果センサーがスイッチのようにオン・オフを切り替える。これが、一部の自動車メーカーがホール効果センサーやその他の類似した電子機器をホールスイッチと呼ぶ理由であり、この装置は実際にはスイッチ装置なのである。したがって、ホール効果センサーの信号波形は、実際には次々と現れるパルス、つまり方形波なのである。車輪の回転速度が速くなるほど、信号波形の周波数も速くなりますが、交流電圧の値は変わらず、いずれも0Vから1Vに変化します。車輪の回転速度を遅くすると、信号波形の周波数もそれに伴って小さくなるのが見えます。もしそのデジタルABSセンサーが常に0ボルトの電圧しか出力しない場合は、まず電源が供給されているかを確認する必要があります。次に、そのセンサーの信号周波数が車輪の回転速度に密接に追従しているかを確認し、そうでなければ故障を意味します。